Cana transgênica com menos lignina

O mercado brasileiro de etanol está cada vez mais aquecido e a perspectiva é de que haja um significativo aumento na demanda por esse combustível. Certas características como o aumento do consumo interno de álcool hidratado, devido ao sucesso dos carros flex, a expansão das exportações brasileiras de etanol, em função do crescente interesse mundial pela mistura deste à gasolina, como forma de diminuir as emissões de gases de efeito estufa (GEE), e as oscilações no preço do barril de petróleo, fonte não renovável de energia, sustentam a previsão de aumento.

A partir dessa constatação, conclui-se que há a necessidade de aumentar a produção desse biocombustível, objetivo que vem sendo perseguido pelos produtores e cientistas brasileiros por meio do aperfeiçoamento da obtenção do etanol de segunda geração, também conhecido como etanol celulósico.

Para alcançar essa meta, os pesquisadores enfrentam uma das maiores dificuldades para o uso do bagaço da cana-de-açúcar na produção de etanol, a lignina, um polímero presente na parede celular vegetal, que confere rigidez, impermeabilidade e resistência aos tecidos. Esse entrave se deve à forte ligação da celulose à lignina, o que impede que os açúcares presentes na parede celular sejam hidrolisados e fermentados. A obtenção do etanol lignocelulósico ocorre basicamente por dois processos, a hidrólise dos polissacarídeos em açúcares e a fermentação destes em etanol.

A partir dessas características mercadológicas, principalmente no que diz respeito à necessidade do aumento da produção desse biocombustível, cientistas do Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), vêm tentando compreender como a lignina é sintetizada na cana, assim como aperfeiçoar o processo de obtenção do etanol celulósico, buscando a sua viabilidade econômica.

O estudo que está sendo desenvolvido pela equipe de pesquisadores, liderada pelo coordenador do projeto, Paulo Mazzafera, tem como principal objetivo identificar os genes envolvidos no metabolismo da lignina, como ponto de partida para o desenvolvimento de uma variedade de cana-de-açúcar geneticamente modificada, que seja capaz de sintetizar um tipo de lignina mais fácil de ser removido do bagaço. A proposta do Projeto Temático foi publicada na Biblioteca Virtual da Agência Fapesp.

Até o momento foram identificados quatro genes candidatos, ou seja, genes já sequenciados, com ação biológica conhecida e que estão envolvidos com características do desenvolvimento ou da fisiologia. No caso dessa pesquisa, esses genes estão relacionados à qualidade da lignina produzida pelo vegetal. Além destes genes, foi identificado um quinto gene que, se modificado, poderia alterar a quantidade da substância na planta.

De acordo com o pesquisador, em entrevista à Agência Fapesp,o ponto chave no processo está relacionado a alteração do metabolismo desse polímero, para que as plantas possam manter o seu porte ereto, ou seja, segundo Mazzafera, é preferível modificar a qualidade, ao invés de reduzir a quantidade da lignina. O objetivo, segundo ele, é criar uma planta geneticamente modificada que produza um tipo de lignina alterada que possa facilitar o seu processo de remoção do bagaço.

Dos quatro genes candidatos identificados, três direcionam a biossíntese de umas das três moléculas formadoras do polímero, já o quarto gene é um fator de transcrição regulador desse processo. O quinto gene candidato sintetiza a enzima chamada lacase, que não está diretamente relacionada com a qualidade da lignina, mas sim ao processo de polimerização.

Como a síntese desse polímero está ligada à oxidação de seus compostos formadores a partir de duas enzimas, o pesquisador acredita que se a produção dessas substâncias por modificada seria possível alterar a polimerização, afetando assim a quantidade de lignina produzida.

Apesar das descobertas e da possibilidade de obtenção de bons resultados, os pesquisadores ainda precisam entender melhor o funcionamento do quinto gene, ainda pouco estudado. Além disso, o grande desafio é produzir uma cana que mantenha as suas características agronômicas.